物理：7.4《温度和温标》公开课课件

第七章分子动理论 温度和温标 研究物理问题 研究对象 一个物体 多个物体 系统 研究的问题不同 选取的系统常不同 例如 测定某金属块的比热容实验 热学研究对象 系统以外的物质统称为外界 或环境 热力学系统 如气体 液体 固体等 大量分子组成的物体或物体系统 一般说来热力学系统 要研究以下几个的性质 描述系统在电 磁场作用下的性质 如电场强度 磁感应强度等 几何性质 描述系统的大小 形状 体积等 力学性质 描述系统的压强 应力 表面张力等 热学性质 描述系统温度 电磁性质 状态参量 某氧气瓶容积为100L 其内氧气在温度为20oC时的气压为5atm 描写系统状态的物理量 如 一辆汽车经过矿一门口时的速度为10m s 加速度为1m s2 热学性质 几何性质 力学性质 1 温度 2 体积 3 压强 2 气体的状态参量 对于一个封闭系统 在经过相当长的时间后 系统整体的宏观性质将不随时间而变化 且具有确定的状态 系统各部分的状态参量达到稳定 平衡状态 简称平衡态 特点 系统的所有性质都不随时间变化 力学平衡 具有一种相同的力学性质 压强 静电平衡 具有一种相同的电学性质 电势 热平衡 具有一种相同的热学性质 温度 系统间的相互作用 温度相等 若两带电体相连后 其带电状态不发生变化 说明两带电体原来就已经处于相同的电平衡状态 具有相等的电势 若两个系统接触后 它们的热学状态不发生变化 说明两个系统原来就已经处于相同的热平衡状态 具有相等的温度 若两个系统分别与第三个系统达到热平衡 那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡 热平衡定律 热力学第零定律 温度和温标 温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度 温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量 两个系统达到热平衡时具有的共同性质是温度相同 温度理解 初中 温度是描述物体冷热程度的物理量 宏观上 高中 温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量标志物体内部分子无规则热运动的剧烈程度 微观上 温度理解 高中 初中 温度是描述物体冷热程度的物理量 宏观上 温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量标志物体内部分子无规则热运动的剧烈程度 微观上 温标 定量描述温度的方法叫温标 建立一种温标的三要素 选择测温物质 水银 铂 气体 热电偶 确定测温属性 体积 电阻 压强 电动势 水银的体积 金属电阻 气体压强 热电偶的电动势等随温度的变化 选定温度零点和分度方法 体积与温度成线性变化 温标种类 摄氏温标 摄氏度t 单位 0C 标准大气压下冰的熔点为零度 沸水为100度 期间分为100等份 热力学温标 热力学温度T 单位 开尔文K 七个基本物理量之一T 273 15 t K T t 说明 温度的国际制单位是开尔文 符号为K 在今后各种相关热力学计算中 一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文 由T t 273 15K可知 物体温度变化l 与变化lK的变化量是等同的 但物体所处状态为l 与lK是相隔甚远的 一般情况下 0K是低温的极限 只能无限接近 但不能达到 若两个系统分别与第三个系统达到热平衡 那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡 热平衡定律 热力学第零定律 问题 为了判断两个物体的温度是否相同 可使用温度计 试根据热平衡定律说明其中的原理 温度计与温标 温标 温度的数值表示法 建立一种温标的三要素 选择某种物质 叫做测温物质 的某一随温度变化的属性 叫做测温属性 来标志温度 选定固定点 规定零点 对测温属性随温度的变化关系作出规定 即规定分度的方法 水银温度计 水银的热膨胀 电阻温度计 金属电阻随温度变化 气体温度计 气体压强随温度变化 摄氏温标 标准大气压下冰的熔点为0oC 标准大气压下水的沸点为100oC 在0oC与100oC之间等分成100等份 每份算做1oC 热力学温标 热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一 用符号T表示 单位是开尔文 简称开 符号为K 开氏温度T与摄氏温度t的关系是 T t 273 15K T t 两个物体放在一起彼此接触 它们若不发生热传递 其原因是 A 它们的能量相同B 它们的比热相同C 它们的热量相同D 它们的温度相同 D 下列关于热力学温度的说法中 正确的是 A 热力学温度的零点是 273 15 B 1360C比136K温度高C 0oC等于273 15KD 1 就是1KE 升高1oC就是升高274K ABC 在25 左右的室内 将一只温度计从酒精中拿出 观察它的示数变化情况是 A 温度计示数上升B 温度计示数下降C 温度计示数不变D 示数先下降后上升 D 一支玻璃管一端与一个鸡蛋大小的玻璃泡相连 另一端竖直插在水槽中 并使玻璃管内吸人一段水柱 当气温变化时 玻璃泡中气体压强会随着变化 从而使玻璃管内水柱高度发生变化 根据管内水柱高度的变化就可测出相应的温度 说明 伽利略温度计 的测温物质和测温属性 实际应用中 常用到一种双金属温度计 它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的 如图7 4 1所示 已知左图中双金属片被加热时 其弯曲程度会增大 则下列各种相关叙述中正确的有 双金属温度计图7 4 1 A 该温度计的测温物质是铜 铁两种热膨胀系数不同的金属B 双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C 由左图可知 铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D 由右图可知 其双金属征的内层一定为铜 外层一定为铁 ABC 解析 双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜 铁两种金属制成的双金属片其弯曲程度随温度变化的原理来工作的 A B选项是正确的 图7 4一l左图中 加热时 双金属片弯曲程度增大 即进一步向上弯曲